Два гиганта электромобильной индустрии — Tesla, работающая в Европе и Северной Америке, и китайская BYD — развивали собственные технологии аккумуляторов, сохраняя детали производства в секрете. Однако учёные из Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена (RWTH, команда Аахенского университета) провела детальный анализ элементов питания компаний.

Результаты пролили свет на принципиально разные инженерные подходы, которые объясняют конкурентоспособность каждого производителя.

Исследователи разобрали два типа аккумуляторов: Tesla 4680, представленную в последних моделях компании, и BYD Blade, ставший брендом для китайских электромобилей. Оказалось, что Tesla делает ставку на энергоёмкость и производительность, в то время как BYD фокусируется на объёмной эффективности и снижении стоимости материалов. При этом аккумулятор BYD продемонстрировал преимущество в управлении теплом, что критично для безопасности при наличии элементов питания.

Графическое изображение ячейки Tesla Cell 4680 (серебряная ячейка) и ячейки BYD Blade Cell (синяя). Иллюстрация: Jonas Gorsch

«Глубокий анализ современных автомобильных аккумуляторов практически отсутствует в открытых источниках, — отметил Йонас Горш, ведущий автор исследования. — Мы изучили не только механическое освещение и материалы, но и процессы сборки, а также электрические и тепловые характеристики».

Учёные выявили несколько неожиданных деталей. Например, в анодах обоих элементов не оказалось кремния — материала, который многие эксперты считают важным для повышения энергоёмкости. Кроме того, BYD Blade использует инновационный метод крепления электродных слоев: края сепаратора (разделителя между анодом и катодом) ламинируются, что обеспечивает стабильность конструкции. Tesla, в свою очередь, применила уникальное связующее вещество в электродах, отличающееся от стандартных решений области.

Обе компании используют необычный метод соединения тонких электродных фольг — лазерная сварка вместо более распространённой ультразвуковой. Ещё одна ообенность: несмотря на больший размер элемента BYD, доля пассивных компонентов (корпус, токосъёмники, шины) в нём почти равна показателю Tesla. Это говорит о высокой оптимизации конструкции китайского производителя.

«Оба подключения — Tesla 4680 и BYD Blade — инновационны, но принципиально различны, — отметил Горш. — Их сравнение дает науку эталон для проектирования крупноформатных элементов». Учёный также добавил, что для оценки неоднородности и конструктивных решений по производительности требуются дополнительные исследования.

Работа инженеров не только заполняет пробелы в таблице лидеров рынка технологий, но и предоставляет разработчикам точные ориентиры для выбора материалов, размеров и форм элементов. «Эти данные помогают создавать аккумуляторы, которые будут дешевле, эффективнее и безопаснее», — заключил Горш. Последующим шагом станет изучение того, как механические особенности батарей влияют на их реальные характеристики в условиях длительной эксплуатации.

Подробнее на iXBT